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第1篇

關(guān)鍵詞：機房供配電；系統(tǒng)需求；結(jié)構(gòu)配置；UPS選擇

中圖分類號：TP311.52 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9599?。?012）　19-0000-02

1 機房供配電系統(tǒng)設(shè)計的基本需求

機房在系統(tǒng)中是控制核心，其主要的技術(shù)特征是：系統(tǒng)重要的負(fù)載比例高，因為機房的用電特征分析可以將機房的用電負(fù)載分為兩個大類，一種是保障性的負(fù)載，即主機、小型機、服務(wù)器、交換機等等，此類負(fù)載必須有不間斷的電源為其供電，即UPS的性能必須保證；另一種是機房輔助的負(fù)載，即空調(diào)、照明、消防、監(jiān)控等系統(tǒng)，這些系統(tǒng)的用電特征是供電時間短，且可以中斷。在機房的設(shè)計中總結(jié)發(fā)現(xiàn)，機房的這兩類需求中占比是各有不同的，其第一種負(fù)載的占比通常可以達到70%以上，這也是機房供配電系統(tǒng)需要可靠運行的基本需求。

機房的供電等級較高，因為機房的負(fù)載特征，使其不能出現(xiàn)中斷，因此必須利用UPS實現(xiàn)持續(xù)供電，這就要求其他系統(tǒng)必須與之相配合，增加了系統(tǒng)設(shè)計的難度。同時其非線性的負(fù)載較多，機房內(nèi)除了空調(diào)和照明等系統(tǒng)可以直接接入到外部電網(wǎng)中，其余設(shè)備都必須有UPS來過渡。非線性的負(fù)載所產(chǎn)生的諧波還會影響功率因數(shù)，這些因素都應(yīng)被考慮到設(shè)計中。

為此，在機房設(shè)計中應(yīng)考慮到以下原則：首先是機房的供配電系統(tǒng)必須按照國家標(biāo)準(zhǔn)，達到相應(yīng)的技術(shù)等級，在保障人身安全的基礎(chǔ)上，滿足可靠供配電的需求，同時盡量利用先進的技術(shù)以避免更新過快；然后是機房的供配電系統(tǒng)應(yīng)配合整個系統(tǒng)的需求，即針對不同的管理需求與環(huán)境限制來統(tǒng)籌設(shè)計，按照載荷形式、電容量、技術(shù)特征、區(qū)域供電特征等進行合理設(shè)計與配置；最后，供配電系統(tǒng)必須考慮節(jié)能的需求，即選擇先進的技術(shù)與設(shè)備對配線系統(tǒng)進行合理的優(yōu)化，并使之達到節(jié)能的目標(biāo)，在滿足性能的基礎(chǔ)上做到經(jīng)濟節(jié)能是系統(tǒng)設(shè)計的另一個根本標(biāo)準(zhǔn)。

2 供配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)選擇

不同的機房有不同的特征與需求，這也決定了其供配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征。主要表現(xiàn)在供配電結(jié)構(gòu)、斷路器層級選擇、UPS選擇等問題上，而首先解決的是以下幾個問題：

2.1 所在建筑的供電情況分析

任何機房都不能獨立存在，其都會建設(shè)在一個相對固定的建筑內(nèi)，因此該建筑的供電與用電情況對其影響較大。因此在機房總用電量確定后，應(yīng)向建筑的管理部門提出申請，與之協(xié)商確定能否達到供電標(biāo)準(zhǔn)，并解決存在的問題，這是機房設(shè)計的基礎(chǔ)。申請的內(nèi)容將說明：總體用電量；負(fù)載性質(zhì)；供電類別；機房內(nèi)各種電氣設(shè)備的參數(shù)特征，如變壓器容量、線路組成、發(fā)電機容量等等；機房升級的規(guī)劃等；這樣才能讓建筑方為機房的建設(shè)提供必要的條件。

按照機房建設(shè)中對電源的規(guī)范，應(yīng)按照一類市電進行設(shè)計。一類市電就是一類不間斷的供電系統(tǒng)，即從兩個可靠的供電線路中取得電源引入同一個線路中，兩路電源不會出現(xiàn)同時檢修或者故障的情況，且每條線路每月停電的次數(shù)不大于1次，平均的故障時間應(yīng)小于0.5小時，即供電可靠性達到99%以上，兩路供電線路都應(yīng)有自動切換設(shè)置。

2.2 機房的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

按照機房的規(guī)劃方案，應(yīng)提前在配電間安裝必須的動力電源柜和空調(diào)配電柜、綜合配電柜等設(shè)備，以此為供配電的基礎(chǔ)。交流配電柜的輸入應(yīng)直接從建筑內(nèi)的配電室引出，與之相連接，避免中間環(huán)節(jié)，以此降低供電的故障點。同時做好建筑配電室到機房之間的線路布置，保證安全可靠。具體的配電機構(gòu)如下：一類負(fù)載，按照前面的分析，從市電的兩條線路接線，分別布置到建筑配電室的投切隔離開關(guān)，為K1和K2，經(jīng)由兩條線路A和B進入，并分別接有UPS，設(shè)計為A路UPS系統(tǒng)和B路UPS，其設(shè)計可以分別采用不同的UPS系統(tǒng)，也可利用N+1臺冗余并聯(lián)UPS進行設(shè)計。A、B線路UPS輸出柜分別為兩條線路，每條分別引入到靜態(tài)開關(guān)的兩側(cè)，通過單相電源負(fù)載配電柜構(gòu)成單電源負(fù)載供電；另一路則引入到A和B線路的配電柜上，構(gòu)成雙電源負(fù)載供電。

二類負(fù)載的配電。此類負(fù)載也有兩條市電線路引出，分別從建筑的配電室引入投切隔離開關(guān)K1與K2，分別進過空調(diào)配電和綜合配電柜連接到系統(tǒng)中的照明、空調(diào)、門禁、監(jiān)控等系統(tǒng)中，為其提供電源，而市電2號線路可以與發(fā)電機進行并網(wǎng)，當(dāng)市電1、2線路同時出現(xiàn)故障的時候，建筑的配電室可以進行切換，利用發(fā)電機替代2號線路進行持續(xù)供電。也可選擇1、2號線路與發(fā)電機分別建立電源的方式，應(yīng)視具體情況而選擇。

3 斷路器選擇與應(yīng)用

供配電系統(tǒng)中為了保證安全有效的運行，因此必須在設(shè)計時考慮到故障問題，即盡量在最短時間和范圍內(nèi)切除故障線路，保證總體系的安全，避免溢出而導(dǎo)致大面積癱瘓。為了實現(xiàn)此目標(biāo)就必須選擇配置必要的保護電器，使得上下級的保護相配合，做到安全有效的運行。

根據(jù)供配電斷路器的基本性能，其在規(guī)定的時間內(nèi)可以按照自身的參數(shù)設(shè)置來對配電線路和電動機設(shè)備、其他用電設(shè)備進行通斷操作，以此起到保護的效果，即電路中出現(xiàn)過載、短路、電壓過高等情況，斷路器就會按照需求進行逐級斷路。因此對上下級斷路器的配合與可靠性應(yīng)作出準(zhǔn)確的選擇，主要依靠斷路器本身的基本性來確定，即電流與時間的選擇性。目前在配電室出現(xiàn)的故障多為電流選擇性，即上下級之間的電流脫扣整定為上級大于下級的1.2倍，如果上下級選擇容量相同的斷路器則應(yīng)按照時限來進行調(diào)整。上級應(yīng)選擇脫扣時間稍長的設(shè)備，而下級則需與之配合。在機房設(shè)計中，應(yīng)該選擇上下級相配合的開關(guān)，因為目前要利用時間作為相互配合的標(biāo)準(zhǔn)十分困難，所以在設(shè)計中應(yīng)利用電流作為上下級斷路器配置的標(biāo)準(zhǔn)，即上級斷路器額定電流應(yīng)大于下級斷路器額定電流的1.2倍。

4 UPS的選擇

系統(tǒng)中因為一類負(fù)載的比例較大，因此UPS是系統(tǒng)中安全有效的重點設(shè)備，在選擇上應(yīng)注意：性價比的合理確定，UPS的投入在機房中較為重要，因此性價比必須考慮，同時應(yīng)考慮其功率選擇應(yīng)保證機房升級的需求；如無特殊要求則按照一類負(fù)載進行選擇，但應(yīng)與設(shè)計進行配合；首選在線UPS，可以提高系統(tǒng)的安全與有效。在使用中還應(yīng)注意：UPS的功率應(yīng)配合一定的余量，即保證其功率因數(shù)，所有的用電設(shè)備的功率之和不能超過單條線路UPS系統(tǒng)功率的80%；同時UPS必須具備適應(yīng)頻繁開關(guān)機的性能，尤其是長時間處在開機狀態(tài)的工況，且設(shè)計負(fù)載開機方式時為逐一進行，不要同時啟動；如購置備用的UPS需要長時間的存放而不能及時應(yīng)用時，進行定期充電，對長時間不能應(yīng)用的UPS應(yīng)進行放電處理。

5 結(jié)束語

機房供配電設(shè)計是保證機房穩(wěn)定安全運行的基礎(chǔ)，在設(shè)計中應(yīng)保證線路的合理配置與設(shè)備的合理選擇，做到簡單可靠、配置合理，只有這樣才能保證機房設(shè)備的安全與有效的運行，以此達到機房服務(wù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性需求。

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